“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)”課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)探討

摘要：實(shí)驗(yàn)教學(xué)是“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)”課程中不可缺少的環(huán)節(jié)，是完善課堂教學(xué)所必需的。根據(jù)通信專業(yè)的特點(diǎn)，結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，對(duì)原來比較單一的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充完善，形成了個(gè)人獨(dú)立完成和團(tuán)隊(duì)協(xié)作相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?shí)踐證明，新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ接兄谔岣邔W(xué)生的綜合素質(zhì)。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)； 教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2013）10-2394-02

“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)”是計(jì)算機(jī)和通信專業(yè)的一門重要課程。該門課程本身屬于工程性和實(shí)踐性較強(qiáng)的課程，單純的課堂教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到教學(xué)目的[1]。因此，開設(shè)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的動(dòng)手能力的重要環(huán)節(jié)。良好的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有助于學(xué)生牢固掌握理論知識(shí)，并能夠培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、自主學(xué)習(xí)的能力。我校通信專業(yè)根據(jù)專業(yè)特色設(shè)置了與該門課程配套的網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)——“網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)課程，近幾年不斷增添新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行了改革，逐步形成了個(gè)人獨(dú)立完成和團(tuán)隊(duì)協(xié)作相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑⑦M(jìn)行了教學(xué)實(shí)踐。

1 通信專業(yè)“網(wǎng)絡(luò)通信”實(shí)驗(yàn)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)是計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合而形成的一種通信方式，因此“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)”是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為一體的綜合性交叉學(xué)科，它綜合這兩個(gè)學(xué)科的概念和方法，形成了自己獨(dú)立的體系[2]。那么，該門課程的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，就更是要注重計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的結(jié)合，既強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)通信的“網(wǎng)絡(luò)”方面，又強(qiáng)調(diào)其“通信”方面。

“網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)”是通信專業(yè)學(xué)生構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)和認(rèn)識(shí)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。在教學(xué)過程中，既不能采用計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)模式，重在分析網(wǎng)絡(luò)的原理、體系結(jié)構(gòu)、協(xié)議結(jié)構(gòu)；又不能采用其他專業(yè)基礎(chǔ)普及型的教學(xué)模式，重在基本網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建和使用。它應(yīng)在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的原理基礎(chǔ)上重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)通信的具體實(shí)現(xiàn)。而以往的實(shí)驗(yàn)安排往往側(cè)重于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的配置等偏重于“網(wǎng)絡(luò)”的實(shí)驗(yàn)，這不利于通信專業(yè)學(xué)生掌握網(wǎng)絡(luò)通信的原理。因此，對(duì)網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整、改革勢(shì)在必行。

2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)”課程涉及了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、各層次的典型協(xié)議及工作原理、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)和網(wǎng)絡(luò)管理等知識(shí)[3-5]。按照我專業(yè)的教學(xué)要求，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)安排為32個(gè)學(xué)時(shí)。結(jié)合課堂教學(xué)及實(shí)驗(yàn)條件，共設(shè)計(jì)三個(gè)模塊共9個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)型綜合實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)計(jì)注重與工程實(shí)踐的緊密結(jié)合；且內(nèi)容全面，從網(wǎng)絡(luò)通信的底層開始，涉及網(wǎng)絡(luò)通信的各個(gè)層次；在形式上，注重軟件和硬件實(shí)驗(yàn)相結(jié)合。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容結(jié)構(gòu)如圖1所示。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容總共劃分為三個(gè)模塊：1）網(wǎng)絡(luò)基本配置及組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)；2）網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；3）基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信綜合實(shí)驗(yàn)。在各個(gè)模塊中都設(shè)計(jì)了相應(yīng)的子實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)基本配置及組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)中包括3個(gè)子實(shí)驗(yàn)：網(wǎng)線的制作方法；簡單網(wǎng)絡(luò)的組建；復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的RIP協(xié)議測試。網(wǎng)絡(luò)通信程序設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中包括3個(gè)子實(shí)驗(yàn)：UDP通信實(shí)驗(yàn)；TCP通信實(shí)驗(yàn)；FTP通信實(shí)驗(yàn)。基于單片機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信綜合實(shí)驗(yàn)包括3個(gè)子實(shí)驗(yàn)：基于HTML的網(wǎng)頁編程與制作；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的分析與捕獲；基于C8051F單片機(jī)的WEBSERVER編程實(shí)驗(yàn)。

第一個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要涉及物理層和網(wǎng)絡(luò)層的相關(guān)知識(shí)與概念，第二個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要涉及運(yùn)輸層和應(yīng)用層的相關(guān)知識(shí)與概念，而第三個(gè)模塊基于單片機(jī)的綜合實(shí)驗(yàn)更是貫穿了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的各個(gè)層次。整個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的編排有助于學(xué)生掌握底層相關(guān)知識(shí)，提高實(shí)際操作能力，提高編程能力，更深刻地理解相關(guān)層次的協(xié)議，尤其是第三個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)有助于學(xué)生全面掌握計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，并拓展學(xué)生更高層次的編程能力。

整體來看，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特色在于點(diǎn)面結(jié)合，既有針對(duì)某一層次的實(shí)驗(yàn)，又有面向整體的綜合實(shí)驗(yàn)；軟件與硬件相結(jié)合，既有硬件實(shí)物操作，又有軟件編程實(shí)現(xiàn)；以及應(yīng)用單片機(jī)模擬網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)流動(dòng)的全部過程，從抽象的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)過渡到實(shí)際的數(shù)據(jù)流向。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的設(shè)置有助于學(xué)生全面掌握網(wǎng)絡(luò)通信的實(shí)質(zhì)。

3 實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展

根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的特點(diǎn)，采取了個(gè)人獨(dú)立完成和團(tuán)隊(duì)協(xié)作的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。第二個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)采用了每名學(xué)生獨(dú)立完成程序設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健５谝粋€(gè)模塊和第三個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)采用了團(tuán)隊(duì)協(xié)作的分組實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。每個(gè)實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)設(shè)置組長一名，負(fù)責(zé)全組的實(shí)驗(yàn)安排和實(shí)驗(yàn)任務(wù)分配。每位團(tuán)隊(duì)成員完成一個(gè)協(xié)議的理解和單片機(jī)實(shí)現(xiàn)協(xié)議的編程，兩個(gè)模塊涉及到的協(xié)議包括有TCP、IP、HTTP、UDP和ARP等協(xié)議。

我專業(yè)從2010年開始實(shí)施新的“網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)”教學(xué)計(jì)劃，共有通信專業(yè)2008級(jí)和2009級(jí)兩屆學(xué)生161人（2008級(jí)78人，2009級(jí)83）參加實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)安排配合課程進(jìn)度分散在6周分模塊完成。

團(tuán)隊(duì)的組成由學(xué)生自由結(jié)組，每組5-6名同學(xué)，設(shè)組長一名，鼓勵(lì)組織能力和動(dòng)手能力強(qiáng)的學(xué)生自薦組長。團(tuán)隊(duì)協(xié)作實(shí)驗(yàn)采用組長負(fù)責(zé)制，組長負(fù)責(zé)全組成員的實(shí)驗(yàn)任務(wù)分配和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃實(shí)施。團(tuán)隊(duì)成立后，組長提交團(tuán)隊(duì)成員名單和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃安排，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)各組的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃審核，最后形成正式的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。實(shí)驗(yàn)開始后，指導(dǎo)老師集中講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)基本要求。聽完講解，每位學(xué)生明確自己的實(shí)驗(yàn)任務(wù)和目標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書制訂自己的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告，列出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和實(shí)驗(yàn)步驟。每位學(xué)生的預(yù)習(xí)報(bào)告經(jīng)組長審核后開始實(shí)驗(yàn)，由學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，教師負(fù)責(zé)全面指導(dǎo)。

第二個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)由每名學(xué)生獨(dú)立完成，實(shí)驗(yàn)采用VB編程語言。該模塊實(shí)驗(yàn)包括驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)和和設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)，先由一個(gè)驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)使學(xué)生熟悉VB編程語言，之后由學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)書完成設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)。網(wǎng)絡(luò)通信編程設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)只提出客戶端和服務(wù)器的基本功能，形式上不做具體要求，學(xué)生可以完全根據(jù)自己的想法自主完成，教師負(fù)責(zé)總體方向的把握。

三個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)全部驗(yàn)收完成后，對(duì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的筆試考核?？己私Y(jié)束后，學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)記錄，完成分析報(bào)告。

4 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

設(shè)置“網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)課程的初期，只有第二個(gè)模塊的教學(xué)內(nèi)容，盡管在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容中融入了設(shè)計(jì)型實(shí)驗(yàn)的思想，但實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涉及的層面比較單一，不能全面反映“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)內(nèi)容，不便于學(xué)生把握課程的整體內(nèi)容。此外，實(shí)驗(yàn)手段也比較單一，僅僅靠軟件編程來模擬網(wǎng)絡(luò)通信的過程，沒有涉及到網(wǎng)絡(luò)的整體構(gòu)建，學(xué)生的工程實(shí)踐能力沒有得到充分的鍛煉。

新的實(shí)驗(yàn)課程不僅在教學(xué)內(nèi)容上增加了2個(gè)模塊，在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ缴弦苍黾恿藞F(tuán)隊(duì)協(xié)作的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健Ｐ略黾拥膶?shí)驗(yàn)?zāi)K使實(shí)驗(yàn)內(nèi)容更為完整，貫穿了網(wǎng)絡(luò)的全部層次。團(tuán)隊(duì)協(xié)作的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ礁淖兞藗鹘y(tǒng)的教師主導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，更容易發(fā)揮學(xué)生的積極主動(dòng)性，實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)計(jì)劃不僅僅拘泥于同一模式。以往的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生往往參照教師指定的實(shí)驗(yàn)計(jì)QmDb3NpsNXh69v57/v2U0A==劃完成實(shí)驗(yàn)，只是對(duì)成形的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行模擬，很少對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的情況進(jìn)行思考。而新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑瑢W(xué)生在預(yù)習(xí)過程中投入較多，對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程了解比較清晰，被動(dòng)實(shí)驗(yàn)變成了主動(dòng)思考，解決問題的能力大大加強(qiáng)。

此外，采用個(gè)人獨(dú)立完成和團(tuán)隊(duì)協(xié)作結(jié)合的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，避免了?dòng)手能力差的同學(xué)不積極參與實(shí)驗(yàn)的情況發(fā)生。同時(shí)，操作筆試環(huán)節(jié)也能督促這類學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)過程中。在實(shí)驗(yàn)過程中，能力強(qiáng)的學(xué)生往往會(huì)對(duì)能力差的學(xué)生施以幫助，而為了操作筆試環(huán)節(jié)的順利通過，能力差的學(xué)生往往會(huì)主動(dòng)學(xué)習(xí)操作過程，在互幫互學(xué)的過程中實(shí)現(xiàn)團(tuán)隊(duì)的共贏[6]。

5 結(jié)束語

學(xué)好“網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)”課程，僅靠課堂聽講是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)加深學(xué)生的理解。新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容涵蓋了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中各個(gè)層次的協(xié)議，強(qiáng)調(diào)與工程實(shí)踐結(jié)合，有助于提高學(xué)生底層編程能力。新的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容針對(duì)不同的實(shí)驗(yàn)?zāi)K分別采取個(gè)人獨(dú)立完成和團(tuán)隊(duì)協(xié)作完成的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?qiáng)調(diào)學(xué)生的主動(dòng)參與意識(shí)，更加有助于開發(fā)學(xué)生的潛能。經(jīng)過兩年來的實(shí)踐，我專業(yè)對(duì)“網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)”實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的改革是成功的，達(dá)到了較好的教學(xué)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 徐生煒.高校計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討[J]. 實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2012，10（6）：214-216.

[2] 彭澎.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基本原理[M].武漢：華中理工大學(xué)出版社，1999.

[3] 吳功宜.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) [M]. 2版.北京：清華大學(xué)出版社，2007.

[4] 謝希仁.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) [M]. 5版.北京：電子工業(yè)出版社，2009.

[5] Tanenbaum A S.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)[M]. 4版.北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[6] 余萍，程文清，車轔轔.“通信電子電路”團(tuán)隊(duì)合作實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2012，29（2）：16-19.